Una estación de carga se protege en capas: sobrecorriente y cortocircuito aguas arriba, protección diferencial contra fallas a tierra, protección contra sobretensiones y las funciones propias del cargador, que no energiza el conector si el vehículo no lo pide ni si se pierde el conductor de protección. El valor de cada ajuste lo define el diseño y la norma aplicable a cada instalación.
Respuesta corta
Una estación de carga se protege en capas. Aguas arriba están el interruptor de sobrecorriente y cortocircuito y los dispositivos de seccionamiento. En el punto de carga actúan la protección diferencial contra fallas a tierra y las funciones propias del cargador: no energiza el conector si el vehículo no lo pide, y corta si se pierde el conductor de protección. A esto se suma la protección contra sobretensiones. Los ajustes y las normas aplicables dependen del equipo y del diseño de cada instalación.
Por qué la carga necesita protecciones propias
Un vehículo cargando es una carga continua, de potencia alta, con una carcasa metálica que el usuario toca, en un entorno a menudo húmedo o a la intemperie, y conectada con un cable y un conector que se manipulan a diario. Cada una de esas condiciones agrega un riesgo: calentamiento por la carga sostenida, contactos indirectos, desgaste del cable y sobretensiones que llegan por la acometida. La protección de una estación responde a esos riesgos con funciones distintas.
Las capas de protección
- Acometida y tablero. Seccionamiento y protección general
- Interruptor de sobrecorriente. Protege el conductor y la estación
- Protección diferencial. Detecta corriente residual hacia tierra
- Protección contra sobretensiones. Limita las que llegan por la red
- Control del cargador. Valida señales del vehículo antes de energizar
- Conector energizado. Solo con el vehículo conectado y listo
Sobrecorriente y cortocircuito
Es la protección de siempre: un interruptor automático por estación, calculado para el conductor y la carga continua. Se dimensiona con la corriente nominal del cargador y se coordina con la protección aguas arriba para que, ante una falla, desconecte solo la estación y no todo el tablero. Para el concepto de coordinación entre protecciones de baja tensión, vea coordinación tipo 1 y tipo 2.
Protección diferencial
Detecta la diferencia entre la corriente que sale y la que regresa. Si parte de la corriente se fuga a tierra (a través de una persona, por ejemplo) el dispositivo abre el circuito. En las estaciones de carga es una protección esencial. El fabricante Metrel, por ejemplo, indica soporte para dispositivos diferenciales (RCD) de vehículo eléctrico de 6 mA, una clase específica de esta aplicación. El tipo de dispositivo que corresponde lo fija la norma del producto y el diseño.
Protección contra sobretensiones
La electrónica de potencia de un cargador es sensible a sobretensiones de origen atmosférico o de maniobra. Un dispositivo de protección contra sobretensiones (DPS) en el tablero que alimenta la estación reduce ese riesgo. El principio es el mismo que en otras instalaciones; vea DPS en sistemas fotovoltaicos y descargador de sobretensiones.
Funciones propias del cargador
La estación misma vigila lo que ningún interruptor de tablero puede ver:
- Señal del vehículo. No energiza el conector hasta que el vehículo, mediante el piloto de control, indica que está conectado y listo (vea modos de carga 1, 2, 3 y 4).
- Conductor de protección. Si se interrumpe, no debe energizar o debe cortar.
- Falla del diodo o cortocircuito en el piloto. Las pruebas de puesta en servicio simulan estas fallas para comprobar que la estación corta.
- Contactores. La estación debe poder abrir su salida; un contactor pegado impediría cortar la energía al conector, por lo que conviene preguntar al fabricante cómo lo supervisa su equipo.
La corriente de cortocircuito disponible en el tablero define el poder de corte que deben tener las protecciones. Puede estimarla en el secundario del transformador con nuestra herramienta gratuita de corriente de cortocircuito.
Cómo se verifica
Las protecciones no se dan por buenas porque el equipo las declare: se comprueban. En la puesta en servicio se mide la continuidad del conductor de protección, el aislamiento y la impedancia de lazo, se prueba el disparo del dispositivo diferencial y se simulan las fallas de señalización con un adaptador que hace de vehículo. Esas pruebas se describen en pruebas a cargadores EV. Para las pruebas del interruptor de baja tensión, vea pruebas de interruptores de baja tensión.
Errores frecuentes
- Dimensionar la protección con el pico, no con la carga continua. Un vehículo carga horas a corriente casi constante; el conductor se debe calcular para eso.
- Poner varios cargadores en un solo interruptor sin gestión de carga. Si todos piden potencia a la vez, el interruptor general dispara aunque cada estación esté bien.
- Omitir el DPS. Es una protección barata frente al costo de la electrónica del cargador.
- No probar el diferencial. Un dispositivo que nunca se ha probado puede estar bloqueado.
- Tierra deficiente. Sin una puesta a tierra adecuada, ninguna de las protecciones anteriores actúa como se espera.
Qué exige la normativa
El Ministerio de Minas y Energía exige que las estaciones de carga cumplan todas las condiciones de seguridad del Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE), según el parágrafo 3 del artículo 3 de la Resolución 40223 de 2021. Para estaciones de acceso público, la Resolución 40123 de 2024 pide declarar el cumplimiento del RETIE y de la Resolución 40223, junto con un certificado de conformidad de producto. Los requisitos de detalle (tipo de dispositivo diferencial, corrientes de falla admisibles) están en las normas de producto y en las secciones aplicables de la normativa de instalaciones; no se reproducen aquí cifras que dependen del texto de cada una. Vea certificación RETIE y dictamen de inspección.
Protecciones en conjuntos de varios cargadores
Cuando una instalación tiene varios cargadores, la protección se piensa en dos niveles. Cada estación lleva su propio interruptor y su protección diferencial, de modo que una falla desconecte solo esa estación. Aguas arriba, el interruptor general protege la acometida del conjunto. La coordinación entre ambos niveles evita que una falla en un cargador deje sin servicio a todos. Si además se usa gestión de carga, el sistema que reparte la potencia mide la corriente en el punto común; esa medida y su respuesta forman parte de la seguridad del conjunto y se prueban en la puesta en servicio.
Estaciones de continua y alimentación en media tensión
Las estaciones de carga rápida en continua suelen alimentarse con transformador propio. En ese caso, además de lo descrito, hay protecciones del transformador y de su lado de media tensión, y una puesta a tierra de subestación. Son temas de subestaciones de distribución, no de carga: vea transformador de distribución y puesta a tierra de subestaciones de distribución.
Para ampliar, vea la instalación eléctrica de un cargador residencial y cómo dimensionar una estación de carga.
Cuándo llamarnos
Si va a instalar una estación o ya tiene una que dispara sin causa clara, le ayudamos con el diseño del unifilar y con las pruebas y puesta en servicio. Le cotizamos según su caso desde el formulario.
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- Pruebas a cargadores EV: Metrel A 1532 XA y A 1632
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Referencias
- Metrel, página de producto del A 1532 XA EVSE adapter y del A 1632 eMobility Analyser (metrel.si): simulación de fallas y RCD de vehículo eléctrico de 6 mA.
- Ministerio de Minas y Energía, Resolución 40223 de 2021: https://gestornormativo.creg.gov.co/gestor/entorno/docs/resolucion_minminas_40223_2021.htm
- Ministerio de Minas y Energía, Resolución 40123 de 2024: https://gestornormativo.creg.gov.co/gestor/entorno/docs/resolucion_minminas_40123_2024.htm
- IEC 61851-1, Electric vehicle conductive charging system – Part 1: General requirements.
Preguntas frecuentes
¿Una estación de carga necesita protección diferencial?
Sí, es una de sus protecciones básicas, porque el vehículo es una carga con masa metálica expuesta que se toca. Qué tipo de dispositivo diferencial corresponde y si va en la estación o en el tablero lo define la norma de producto del cargador y el diseño de la instalación, y el RETIE exige que la instalación esté certificada.
¿Qué hace la estación si se interrumpe el conductor de protección?
Una estación bien diseñada detecta la interrupción del conductor de protección y no energiza o desconecta. Por eso las pruebas de puesta en servicio simulan un conductor de protección abierto.
¿Por qué no basta con un interruptor automático común?
El interruptor protege contra sobrecorriente y cortocircuito, pero no vigila el diálogo con el vehículo ni detecta por sí solo fallas de corriente residual. Una estación combina varias protecciones, cada una con una función distinta.